一种电源碳电协同规划方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电源碳电协同规划方法、装置、设备及存储介质，通过获取风电机组和光伏机组的历史出力数据；结合风电机组和光伏机组出力特性分布，根据获取的历史出力数据基于核密度估计方法计算风电机组出力可信度和光伏机组出力可信度；根据各类型机组的生产参数构建各类型机组的电碳排放模型，确定各类型机组的碳排放特性；根据各类型机组装机容量、出力可信度和碳排放特性，构建电力平衡约束、电量平衡约束和碳量平衡约束；结合电力平衡约束、电量平衡约束、碳量平衡约束和成本约束构建电源碳电协同规划模型，求解得到规划各类型机组的新建装机预测容量。充分考虑到电力、电量和碳量三大平衡约束，能够精准地实现电源碳电协同规划。电协同规划。电协同规划。

【技术实现步骤摘要】
一种电源碳电协同规划方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种电源碳电协同规划方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]当前，随着能源、环境、气候变化问题的日益突出，可再生能源的发展成为世界能源发展的重点内容。为提高电网对大规模清洁能源的消纳能力以及电力系统安全稳定水平，有必要在电源规划时充分考虑到碳电协同，实现经济性、供电可靠性、低碳性的统一。
[0003]碳电协同发展体系是以碳电结构协同、安全协同、质效协同、价值协同、治理协同等五个协同为脉络，逐步实现碳减排与电气化提升协同推进的局面。当前，以清洁低碳和电气化为主要特征的新一轮能源革命正在蓬勃兴起，在碳电协同发展要求下，新能源占比将逐步提升，新型电力系统的结构形态将发生重大变化，从承担电力能源发输配用扩展到推进新能源、减少碳排放的灵活系统，同时，新能源出力带来的不确定性导致电源规划边界条件发生变化，其月度出力的变化对电力电量碳量平衡计算造成一定影响，导致当前碳电协同规划精度降低。

技术实现思路

[0004]针对上述缺陷，本专利技术提供一种电源碳电协同规划方法、装置、设备及存储介质，充分考虑到电力、电量、碳量三大平衡约束，能够准确实现电源碳电协同规划。
[0005]本专利技术实施例提供一种电源碳电协同规划方法，所述方法包括：
[0006]获取风电机组和光伏机组的历史出力数据；
[0007]结合风电机组和光伏机组出力特性分布，根据获取的历史出力数据基于核密度估计方法计算风电机组出力可信度和光伏机组出力可信度；
[0008]根据各类型机组的生产参数构建各类型机组的电碳排放模型，确定各类型机组的碳排放特性；
[0009]根据各类型机组装机容量、出力可信度和碳排放特性，构建电力平衡约束、电量平衡约束和碳量平衡约束；
[0010]结合电力平衡约束、电量平衡约束、碳量平衡约束和成本约束构建电源碳电协同规划模型，求解得到规划各类型机组的新建装机预测容量。
[0011]优选地，在获取风电机组和光伏机组的历史出力数据之后，所述方法还包括：
[0012]对获取的历史出力数据进行归一化处理；
[0013]从归一化处理后的数据中剔除预设比例的极大值数据和极小值数据。
[0014]作为一种优选方案，所述风电机组出力可信度和所述光伏机组出力可信度的计算过程具体包括：
[0015]根据预建的概率密度函数的核估计模型分别计算光伏机组出力的核密度估计和风电机组出力的核密度估计；
[0016]将光伏机组出力的核密度估计和风电机组出力的核密度估计分别代入预建的出力可信度计算模型中，分别计算风电机组出力可信度和光伏机组出力可信度；
[0017]其中，所述概率密度函数的核估计模型为λ
PV
＝∫f
0.5
(x)dx为所述出力可信度计算模型，λ
PV
为风电机组出力可信度或光伏机组出力可信度，n为样本容量；K()是核函数，x1,x2,
…
,x
n
是光伏机组或风电机组的n个样本的历史出力数据，f
0.5
(x)是光伏机组出力的核密度估计或风电机组出力的核密度估计。
[0018]优选地，所述电碳排放模型为：
[0019][0020][0021]其中，C
coal
和C
gas
分别为燃煤机组和燃气机组在t0至t1时间段内的碳排放量；P
coal
(t)和P
gas
(t)分别为t时刻燃煤机组有功功率和燃气机组有功功率；ρ
coal
和ρ
gas
分别为燃煤机组、燃气机组的电碳排放因子。
[0022]作为一种优选方案，所述电力平衡约束为；
[0023]Cap
PV
λ
PV,k
+Cap
wind
λ
wind,k
+Cap
coal
λ
coal
+Cap
gas
λ
gas
+Cap
Nuclear
λ
Nuclear
+Cap
water
λ
water
≥P
load,k
；
[0024]所述电量平衡约束为：
[0025][0026]所述碳量平衡约束为：
[0027]Cap
coal
h
coal
ρ
coal
+Cap
gas
h
gas
ρ
gas
≤C
max
；
[0028]其中，Cap
PV
、Cap
wind
、Cap
coal
、Cap
gas
、Cap
Nuclear
和Cap
water
分别为光伏机组、风电机组、燃煤机组、燃气机组、核电机组和水电机组的装机容量，λ
PV,k
和λ
wind,k
分别为第k个月份光伏机组和风电机组的月度出力可信度，λ
coal
、λ
gas
、λ
Nuclear
和λ
water
分别为燃煤机组、燃气机组、核电机组和水电机组的出力可信度，P
load,k
为第k个月份的最大负荷；h
PV,k
和h
wind,k
分别为风电机组和光伏机组的月度利用小时数；h
coal
、h
gas
、h
Nuclear
和h
water
分别为燃煤机组、燃气机组、核电机组和水电机组年度利用小时数；E
load
为年度用电量；C
max
为年度允许碳排放的最大值。
[0029]优选地，所述结合电力平衡约束、电量平衡约束、碳量平衡约束和成本约束构建电源碳电协同规划模型，求解得到规划各类型机组的新建装机预测容量，具体包括：
[0030]以各机组的投资成本与运行成本之和最小作为所述成本约束的目标函数，结合电力平衡约束、电量平衡约束和碳量平衡约束构建电源碳电协同规划模型；
[0031]利用线性规划求解算法求解所述电源碳电协同规划模型，得到规划各类型机组的新建装机预测容量。
[0032]本专利技术实施例还提供一种电源碳电协同规划装置，所述装置包括：
[0033]数据获取模块，用于获取风电机组和光伏机组的历史出力数据；
[0034]可信度计算模块，用于结合风电机组和光伏机组出力特性分布，根据获取的历史出力数据基于核密度估计方法计算风电机组出力可信度和光伏机组出力可信度；
[0035]碳排放计算模块，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源碳电协同规划方法，其特征在于，所述方法包括：获取风电机组和光伏机组的历史出力数据；结合风电机组和光伏机组出力特性分布，根据获取的历史出力数据基于核密度估计方法计算风电机组出力可信度和光伏机组出力可信度；根据各类型机组的生产参数构建各类型机组的电碳排放模型，确定各类型机组的碳排放特性；根据各类型机组装机容量、出力可信度和碳排放特性，构建电力平衡约束、电量平衡约束和碳量平衡约束；结合电力平衡约束、电量平衡约束、碳量平衡约束和成本约束构建电源碳电协同规划模型，求解得到规划各类型机组的新建装机预测容量。2.如权利要求1所述的电源碳电协同规划方法，其特征在于，在获取风电机组和光伏机组的历史出力数据之后，所述方法还包括：对获取的历史出力数据进行归一化处理；从归一化处理后的数据中剔除预设比例的极大值数据和极小值数据。3.如权利要求1所述的电源碳电协同规划方法，其特征在于，所述风电机组出力可信度和所述光伏机组出力可信度的计算过程具体包括：根据预建的概率密度函数的核估计模型分别计算光伏机组出力的核密度估计和风电机组出力的核密度估计；将光伏机组出力的核密度估计和风电机组出力的核密度估计分别代入预建的出力可信度计算模型中，分别计算风电机组出力可信度和光伏机组出力可信度；其中，所述概率密度函数的核估计模型为λ
PV
＝∫f
0.5
(x)dx为所述出力可信度计算模型，λ
PV
为风电机组出力可信度或光伏机组出力可信度，n为样本容量；K()是核函数，x1,x2,
…
,x
n
是光伏机组或风电机组的n个样本的历史出力数据，f
0.5
(x)是光伏机组出力的核密度估计或风电机组出力的核密度估计。4.如权利要求1所述的电源碳电协同规划方法，其特征在于，所述电碳排放模型为：4.如权利要求1所述的电源碳电协同规划方法，其特征在于，所述电碳排放模型为：其中，C
coal
和C
gas
分别为燃煤机组和燃气机组在t0至t1时间段内的碳排放量；P
coal
(t)和P
gas
(t)分别为t时刻燃煤机组有功功率和燃气机组有功功率；ρ
coal
和ρ
gas
分别为燃煤机组、燃气机组的电碳排放因子。5.如权利要求1所述的电源碳电协同规划方法，其特征在于，所述电力平衡约束为；Cap
PV
λ
PV,k
+Cap
wind
λ
wind,k
+Cap
coal
λ
coal
+Cap
gas
λ
gas
+Cap
Nuclear
λ
Nuclear
+Cap
water
λ
water
≥P
load,k
；所述电量平衡约束为：
所述碳量平衡约束为：Cap
coal
h
coal
ρ
coal
+Cap
gas
h
gas
ρ
gas
≤C
max
；其中，Cap
PV
、Cap
wind
、Cap
coal
、Cap
gas
、Cap
Nuclear
和Ca...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曦冉，孙轶恺，杨宏基，王长江，许恩超，孙可，王蕾，李帆，殷永亮，谷纪亭，汤俊，刘曌煜，杨恺，周涉宇，陈佳玺，车佳辰，吴舒泓，朱宇豪，王鹏，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：